Advantages of locating the converter before the turbine of the boost unit


Cite item

Full Text

Abstract

The article discusses the principles of operation of the catalytic neutralization system located in the exhaust path to the turbine of the diesel boost unit or gas engine. The important advantages of such a system are the high efficiency of reducing emissions of harmful substances in a wide range of loads and the possibility of using thermal energy of catalytic reactions in the operating cycle of a hybrid engine. Due to the increased neutralization efficiency, it is also possible to use catalytic reactors with a smaller core volume. The work on an experimental study of a new arrangement of the neutralization system was started in JSC “Scientific and Production Alliance “Turbotehnika”. The work is aimed at determining the possibility of regulating the power of the turbine using the heat flux of the neutralization system. To obtain the necessary thermal effect, it is proposed to use the supply of additional (secondary) fuel to the input of the catalytic converter. The oxidation of secondary fuel is provided by the presence of free oxygen in the exhaust gases of the engines during the combustion of lean mixtures. An additional regulation of the turbine power is designed to eliminate the known problems of a single-stage gas turbine pressurization, which is the lack of available exhaust energy in the low-speed region and the delay in the reaction to transient modes. The article presents the results of an experimental study of a prototype converter as part of an engine on a motor test bench. Confirmation of the possibility of additional control of the turbine was received. As a result of the research and testing, the features of the new design of the neutralization system, which provides for the combination of a converter with a turbocompressor in a single module, are identified. It is proposed to place a cellular toroidal catalytic unit in the cavity in front of the turbine coil.

About the authors

V. N Kaminskiy

Moscow Polytechnic University; JSC «Scientific and Production Alliance “Turbotehnika”»

Email: turbo@kamturbo.ru
DSc in Engineering Moscow, Russia

R. V Kaminskiy

Moscow Polytechnic University; JSC «Scientific and Production Alliance “Turbotehnika”»

Email: turbo@kamturbo.ru
PhD in Engineering Moscow, Russia

A. S Filippov

Moscow Polytechnic University; JSC «Scientific and Production Alliance “Turbotehnika”»

Email: turbo@kamturbo.ru
Moscow, Russia

A. Yu Titchenko

Moscow Polytechnic University; JSC «Scientific and Production Alliance “Turbotehnika”»

Email: turbo@kamturbo.ru
Moscow, Russia

References

  1. Bermúdez V., Luján J-M., Piqueras P., et al. Pollutants emission and particle behavior in a pre-turbo aftertreatment light-duty diesel engine // Original research article. Energy. Vol. 66. 1 March 2014. P. 509-522.
  2. Brustle C., Tomazic D., Franke M. Aftertreatment in a Pre-Tturbocharger position: Size and fuel consumption advantage for TIER 4 // Special Edition MTZ. May 2013.
  3. Brüstle C., Downey M., Subramaniam M., et al. Aftertreatment in a Pre-Turbo Position: Size and Fuel Consumption Advantage for Tier 4 Large-Bore Diesel Engines. Aachen Colloquium Automobile and Engine Technology, 2011.
  4. Günter T., Pesek J., Schäfer K., et al. Cu-SSZ-13 as pre-turbine NOx-removal-catalyst: Impact of pressure and catalyst poisons // Applied Catalysis B: Environmental, Vol. 198. 5 December 2016. Р. 548-557.
  5. Лазарев А.В. Улучшение характеристик автомобильного двигателя при помощи агрегата наддува с обратимой электрической машиной: автореф. дис. ... на соискание ученой степени канд.техн. наук. М., 2018. 18 с.
  6. Марков В.А., Баширов Р.М., Габитов И.И. Токсичность отработавших газов дизелей. 2-е изд., перераб. и доп. М.: Изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2002.
  7. Кавтарадзе Р.З. Теория поршневых двигателей. Специальные главы: учебник для вузов. М.: Изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2008.
  8. Каминский В.Н., Каминский Р.В., Титченко А.Ю., Лоик А.В., Надарейшвили Г.Г. Выполнение требований ЕВРО-6 для транспортных дизелей // Наукоград Наука Производство Общество. 2017. № 1 (11). С. 38-43.
  9. Christiane Köllner, Engine Technology, News, Onlineartikel, URL://www.springerprofessional.de/en 22.05.2019.

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML

Copyright (c) 2020 Kaminskiy V.N., Kaminskiy R.V., Filippov A.S., Titchenko A.Y.

Creative Commons License
This work is licensed under a Creative Commons Attribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 International License.
 


Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».